CN105247425A - Nc程序生成装置、nc程序生成方法、nc程序生成程序 - Google Patents

Nc程序生成装置、nc程序生成方法、nc程序生成程序 Download PDF

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Abstract

一种NC程序生成装置，其使用快速进给移动指令和直线插补移动指令生成在激光加工中使用的NC程序，该快速进给移动指令使加工头和被加工物之间的相对位置以第1移动速度进行移动，该直线插补移动指令使相对位置在仿形于被加工物的状态下以第2移动速度进行移动，该NC程序生成装置具有：移动时间计算部(19)，其计算出在使用了快速进给移动指令的情况下的相对位置的第1移动时间、和在使用了直线插补移动指令的情况下的相对位置的第2移动时间；移动方法选择部(21)，其对与第1及第2移动时间中的时间较短的那一个相对应的移动指令进行选择；以及NC程序生成部(22)，其通过将选择出的移动指令设定于加工点间，从而生成NC程序。

Description

NC程序生成装置、NC程序生成方法、NC程序生成程序
技术领域
本发明涉及生成NC程序的NC程序生成装置、NC程序生成方法、NC程序生成程序。
背景技术
在激光加工中，存在无轴停止的激光加工和有轴停止的激光加工。当前，在有轴停止的激光加工中，在使加工头从加工结束点移动至下一个加工开始点时，在使加工头从被加工物退避至规定的高度的基础上，进行快速进给移动(G00)。另一方面，在无轴停止的激光加工中，始终保持使加工头仿形于被加工物的状态不变，进行直线插补移动(G01)。
专利文献1记载的激光加工装置针对所有的穿孔位置，依次进行穿孔加工。然后，激光加工装置针对所有的切割加工位置，依次进行切割加工。该激光加工装置存储有加工喷嘴的穿孔加工开始位置处的仿形高度(Z轴坐标值)。并且，该激光加工装置在使加工头向切割加工开始位置进行移动时，直至存储的穿孔加工开始位置为止，以快速进给速度使加工头进行移动。
专利文献1：日本特开2011－79016号公报
发明内容
但是，在上述现有技术中，即使在加工头的移动距离较短的情况下，也在使加工头从被加工物退避至规定的高度的基础上，使加工头进行移动。因此，随着加工条件速度及移动距离的不同，有时不能以最短时间进行加工。
另一方面，如果始终保持仿形的状态不变而进行直线插补移动，则有时随着加工轨迹的不同，加工头下落至加工已完成的位置，与加工台碰撞。另外，由于加工头与加工后的边角料接触，有时使加工物成为不合格品。另外，在以直线插补移动进行所有的移动的情况下，随着加工条件速度及移动距离的不同，有时不能以最短时间进行加工。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种NC程序生成装置、NC程序生成方法、NC程序生成程序，该NC程序生成装置、NC程序生成方法、NC程序生成程序能够容易地生成一种NC程序，该NC程序能够在防止加工不良的同时以短时间进行激光加工。
为了解决上述课题，实现目的，本发明是一种NC程序生成装置，该NC程序生成装置使用快速进给移动指令和直线插补移动指令，生成在激光加工中使用的NC程序，该快速进给移动指令通过使加工头和被加工物之间分离得比在激光加工过程中时更大而使所述加工头和所述被加工物之间的相对位置以第1移动速度进行移动，该直线插补移动指令在使所述加工头仿形于所述被加工物的状态下，使所述相对位置以比所述第1移动速度慢的第2移动速度进行移动，该NC程序生成装置的特征在于，具有：移动时间计算部，其基于对所述被加工物进行激光加工时的加工头的移动路径及所述第1移动速度，计算在使用了所述快速进给移动指令的情况下，所述相对位置在从加工结束点至下一个加工开始点为止的加工点间进行移动时所需的第1移动时间，并且基于所述移动路径及所述第2移动速度，计算在使用了所述直线插补移动指令的情况下，所述相对位置在所述加工点间进行移动时所需的第2移动时间；移动方法选择部，其将与所述第1移动时间及所述第2移动时间中的时间短的那一个相对应的移动指令，选择作为所述加工点间的移动指令；以及NC程序生成部，其通过将选择出的所述快速进给移动指令或者所述直线插补移动指令设定于所述加工点间，从而生成所述NC程序。
发明的效果
根据本发明，具有下述效果，即，能够容易地生成一种NC程序，该NC程序能够在防止加工不良的同时以短时间进行激光加工。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的激光加工装置的结构的图。
图2是用于说明与快速进给移动指令相对的移动路径的图。
图3是用于说明与直线插补移动指令相对的移动路径的图。
图4是表示实施方式所涉及的NC程序生成装置的结构的框图。
图5是表示NC程序的生成处理步骤的流程图。
图6是用于说明在无轴停止地进行激光加工的情况下的激光的ON定时的图。
图7是表示在无轴停止地进行激光加工的情况下的激光的ON定时的时序图。图8是用于说明在有轴停止地进行激光加工的情况下的激光的ON定时的图。
图9是表示在有轴停止地进行激光加工的情况下的激光的ON定时的时序图。
图10是表示在将G00及G01设定于加工点间的情况下的移动路径及移动指令的一个例子的图。
图11是表示在仅将G01设定于加工点间的情况下的移动路径及移动指令的一个例子的图。
图12是表示在将G00及G01设定于加工点间的情况下的NC程序的一个例子的图。
图13是表示在仅将G01设定于加工点间的情况下的NC程序的一个例子的图。
图14是表示在对多个部件进行激光加工的情况下的被加工物的结构的图。
图15是表示对具有第1板厚的被加工物设定的移动路径及移动指令的图。
图16是表示对具有第2板厚的被加工物设定的移动路径及移动指令的图。
图17是表示对具有第3板厚的被加工物设定的移动路径及移动指令的图。
图18是表示在组合了G00及G01的情况下的加工时间、和在使用了G01的情况下的加工时间的比较结果的图。
图19是表示NC程序生成装置的硬件结构的图。
具体实施方式
下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的NC程序生成装置、NC程序生成方法、NC程序生成程序进行详细说明。此外，本发明不限定于本实施方式。另外，在以下的说明中，对通过使加工头移动而使加工头和被加工物之间的相对位置移动的情况进行说明，但也可以通过使被加工物移动，从而使加工头和被加工物之间的相对位置移动。另外，也可以通过使加工头及被加工物两者移动，从而使加工头和被加工物之间的相对位置移动。因此，在实施方式中说明的移动速度、移动指令等可以是针对加工头的，也可以是针对被加工物的。
实施方式
图1是表示实施方式所涉及的激光加工装置的结构的图。激光加工装置1是对被加工物5(金属板等板状部件)进行切割的装置。激光加工装置1具有加工控制装置4、激光振荡器3、以及激光照射部2。
激光振荡器3是CO2激光器、YAG激光器、光纤激光器、半导体激光器等振荡形成激光(光束)20的装置，将激光20向激光照射部2侧射出。在激光振荡器3中设置有PR反射镜(部分反射镜)30。PR反射镜30使激光振荡器3射出的激光20进行部分反射，向偏转镜61引导。
激光照射部2将从激光振荡器3引导来的激光20向被加工物(工件)5进行照射。激光照射部2具有偏转镜61～23、和加工头24。
偏转镜61～63是使光束角度变化的反射镜。偏转镜61对从PR反射镜30传送来的激光20的光束角度进行改变，向偏转镜62进行引导。偏转镜62对从偏转镜61传送来的激光20的光束角度进行偏转，向偏转镜63传送。偏转镜63对从偏转镜62传送来的激光20的光束角度、光束直径等进行改变，向加工头24传送。
加工头24具备加工透镜25。加工透镜25将从偏转镜63发送来的激光20聚光为较小的光斑直径，向被加工物5进行照射。加工头24以与来自加工控制装置4的指示相符的规定的速度进行移动。
加工控制装置4对激光振荡器3及激光照射部2进行控制。加工控制装置4例如具有NC(NumericalControl)装置，使用NC装置，对通过激光照射部2进行的2维激光加工(穿孔加工及切割加工)进行控制。
被加工物5载置在未图示的加工台上，在该加工台上被进行激光加工。激光加工装置1将具有多种多样的材质及板厚的被加工物5作为激光加工的对象。
NC程序生成装置10生成NC程序。NC程序生成装置10例如具有下述CAM(ComputerAidedManufacturing)功能，即，使用CAD(ComputerAidedDesign)数据，生成NC程序(加工轨迹)。NC程序生成装置10经由存储介质9(例如USB存储器)等，将生成的NC程序向加工控制装置4发送。
在被加工物5上设定进行激光加工的加工路径、和进行加工头24的移动而不进行激光加工的非加工路径。加工路径上的、激光加工开始的位置是加工开始点，激光加工结束的位置是加工结束点。
本实施方式的NC程序生成装置10针对从加工结束点至下一个加工开始点为止的加工点间(非加工路径)，设定针对加工头24的移动指令。NC程序生成装置10基于加工条件、移动路径(加工路径)等，在加工点间对快速进给移动指令(G00)和直线插补移动指令(G01)中的某一个进行选择。NC程序生成装置10对应于每个针对加工头24的移动指令，对快速进给移动指令(G00)或直线插补移动指令(G01)进行选择，将选择出的指令设定在NC程序中。
NC程序生成装置10例如基于被加工物5的板厚、材料的种类、加工形状(移动路径)、设定在G01中的加工头24的移动速度、设定在G01中的加工头24的加速度、设定在G00中的加工头24的移动速度、设定在G00中的加工头24的加速度等，选择G00及G01中的某一个。
在这里，对快速进给移动指令(G00)及直线插补移动指令(G01)进行说明。图2是用于说明与快速进给移动指令相对的移动路径的图，图3是用于说明与直线插补移动指令相对的移动路径的图。
快速进给移动指令(G00)及直线插补移动指令(G01)分别是针对加工头24的移动指令。G00是用于以激光加工装置1的最大速度(第1移动速度)使加工头24进行移动的指令。
在以G00使加工头24进行移动的情况下，在使加工头24上升至比规定值高的位置(Z轴坐标)的状态(退避高度)下，进行加工头24的移动。例如，在以G00使加工头24进行移动的情况下，使加工头24和被加工物5之间分离得比激光加工过程中时大，使加工头24以第1移动速度进行移动。如上所述，G00是用于使加工头24和被加工物5之间离开得比规定距离大并且使加工头24以最大速度进行移动的指令。
因此，如果使用G00，则加工头24以对应于G00的高速移动，从第1加工位置31上的加工结束点310移动至第2加工位置32上的加工开始点320。在使用了G00的情况下，一边使加工头24的加工轴进行轴停止，一边进行穿孔加工及切割加工。
G01是用于以设定在加工条件中的速度使加工头24进行移动的指令。在以G01使加工头24进行移动的情况下，一边以使得加工头24和被加工物5之间的距离比快速进给移动指令的情况短的方式，对加工头24的高度进行调整，一边以比第1移动速度慢的第2移动速度进行加工头24的移动。换言之，在以G01使加工头24进行移动的情况下，始终保持加工头24仿形于被加工物5的状态不变而进行直线插补移动。具体地说，在以G01使加工头24进行移动的情况下，加工头24一边以与加工时相同的高度仿形于被加工物5，一边进行加工头24的移动。如上所述，G01是用于保持加工头24仿形于被加工物5的状态不变而使加工头24以与加工条件相应的移动速度进行移动的指令。
因此，如果使用G01，则加工头24一边进行对应于G01的仿形动作，一边从加工结束点310移动至加工开始点320。在使用了G01的情况下，进行穿孔加工及切割加工，而不使加工头24的加工轴进行轴停止。如上所述，在使用G01的情况下，使用进行穿孔加工而不使加工头24停止的方法(运行中穿孔；runningpierce)。
从被加工物5上的加工结束点310直至加工开始点320为止，加工头24是在激光20被设为OFF的状态下进行移动的。在该情况下，关于加工头24的高度，与G00的情况下相比，G01较低即可。另一方面，关于加工头24的速度，与G01的情况下相比，G00更高。
下面，对NC程序生成装置10的结构进行说明。图4是表示实施方式所涉及的NC程序生成装置的结构的框图。NC程序生成装置10具有CAD数据输入部11、加工条件输入部12、加工机信息输入部13、CAD数据存储部14、加工条件存储部15、加工机信息存储部16、移动路径设定部17、移动距离计算部18、移动时间计算部19、移动方法选择部21、NC程序生成部22、输出部23。
CAD数据输入部11输入CAD数据(图数据)，向CAD数据存储部14发送。CAD数据是表示激光加工后的被加工物5的形状(产品形状)(目标加工形状)的数据。CAD数据从CAD数据生成装置等向CAD数据输入部11输入。
加工条件输入部12输入对被加工物5进行激光加工时的加工条件，向加工条件存储部15发送。加工条件是被加工物5的板厚、被加工物5的材料、设定在G01中的加工头24的移动速度(加工指令速度)、设定在G01中的加速度(生产率)等。加工条件由NC程序生成装置10的使用者等向加工条件输入部12输入。
加工机信息输入部13输入与激光加工装置1相关的信息，向加工机信息存储部16发送。加工机信息是设定在G00中的加工头24的移动速度、设定在G00中的加速度(生产率)等。加工机信息由NC程序生成装置10的使用者等向加工机信息输入部13输入。加工机信息是激光加工装置1所固有的信息。另一方面，加工条件针对每个加工处理而设定。
CAD数据存储部14是存储CAD数据的存储器等。加工条件存储部15是存储加工条件的存储器等。加工机信息存储部16是存储加工机信息的存储器等。
移动路径设定部17与CAD数据存储部14、加工条件存储部15及加工机信息存储部16连接。移动路径设定部17基于CAD数据，设定对被加工物5进行激光加工时的、加工头24的移动路径。移动路径设定部17以使得加工头24的XY平面内的移动路径最短的方式，对加工头24的移动路径进行设定。移动路径设定部17将设定的移动路径向移动距离计算部18发送。
移动距离计算部18基于移动路径，计算移动距离。移动距离计算部18针对各加工点间，计算从加工结束点310直至加工开始点320为止(加工点间)的加工头24的移动距离。移动距离计算部18将每个加工点间的移动距离向移动时间计算部19发送。
移动时间计算部19与加工条件存储部15、加工机信息存储部16、移动距离计算部18连接。移动时间计算部19基于每个加工点间的移动距离及加工头24的移动速度，计算各加工点间的加工头24的移动时间。本实施方式的移动时间计算部19计算在使用了G00的情况下所需的移动时间、和在使用了G01的情况下所需的移动时间两者。
移动时间计算部19基于加工机信息以及每个加工点间的移动距离，计算在使用了G00的情况下所需的移动时间(以下称为最大速度移动时间)。另外，移动时间计算部19基于加工条件以及每个加工点间的移动距离，计算在使用了G01的情况下所需的移动时间(以下称为指令速度移动时间)。移动时间计算部19将计算得到的移动时间向移动方法选择部21发送。
移动方法选择部21对最大速度移动时间和指令速度移动时间进行比较。移动方法选择部21针对每个加工点间，对最大速度移动时间和指令速度移动时间中哪一个较短进行判定。
移动方法选择部21对最大速度移动时间和指令速度移动时间中的移动时间较短的那个移动指令(移动方法)进行选择。例如如果最大速度移动时间≤指令速度移动时间，则移动方法选择部21对与最大速度移动时间相对应的G00进行选择。另一方面，例如如果最大速度移动时间＞指令速度移动时间，则移动方法选择部21对与指令速度移动时间相对应的G01进行选择。
此外，移动方法选择部21在最大速度移动时间＝指令速度移动时间的情况下，选择G00和G01中的哪一个作为移动方法均可。移动方法选择部21将选择出的移动方法(G00或G01)和加工点间进行关联，将进行关联后的信息(每个加工点间的移动方法)向NC程序生成部22发送。
NC程序生成部22使用每个加工点间的移动方法，生成NC程序。NC程序生成部22将生成的NC程序向输出部23发送。输出部23将NC程序向激光加工装置1等输出。
然后，对NC程序的生成处理步骤进行说明。图5是表示NC程序的生成处理步骤的流程图。加工机信息被预先设定在NC程序生成装置10的加工机信息输入部13中。该加工机信息由加工机信息存储部16存储。
从CAD数据生成装置等向CAD数据输入部11输入CAD数据。该CAD数据由CAD数据存储部14存储。由NC程序生成装置10的使用者等向加工条件输入部12输入加工条件。该加工条件由加工条件存储部15存储。
移动路径设定部17从CAD数据存储部14读入CAD数据。另外，移动路径设定部17从加工条件存储部15读入加工条件(步骤S1)。然后，移动路径设定部17从加工机信息存储部16读入加工机信息。移动路径设定部17基于CAD数据、加工条件及加工机信息，设定对被加工物5进行激光加工时的、加工头24的XY平面内的移动路径。
在本实施方式中，通过以下的选择处理(1)或选择处理(2)中的某一个，选择出移动方法(移动指令)。在选择处理(1)中，计算在使用了G00的情况下的加工头24的移动时间、和在使用了G01的情况下的加工头24的移动时间，选择出移动时间较短的那个移动指令(G00或G01)。
另外，在选择处理(2)中，移动路径在从加工结束点310至加工开始点320之间进入包含加工已完成部分在内的一定区域(以下称为加工已完成区域)的情况下，选择出G00。在该选择处理(2)中，如果移动路径未进入加工已完成区域，则以与选择处理(1)相同的方法，选择出移动指令。下面，对选择处理(1)的处理步骤进行说明，然后对选择处理(2)的处理步骤进行说明。
选择处理(1)
移动路径设定部17计算出在使用了G00的情况下的移动路径、和在使用了G01的情况下的移动路径。移动路径设定部17在计算使用了G00的情况下的移动路径时，基于针对被加工物5的加工形状，以使得移动路径在XY平面内为最短距离的方式计算出移动路径。
此外，移动路径设定部17在计算使用了G00的移动路径时，也可以基于被加工物5的板厚、被加工物5的材料、设定在G00中的加工头24的移动速度及设定在G00中的加工头24的加速度等中的至少1个、和针对被加工物5的加工形状，对移动路径进行设定。
另外，移动路径设定部17在计算使用了G01的情况下的移动路径时，基于针对被加工物5的加工形状，以使得移动路径在XY平面内为最短距离的方式计算出移动路径。在该情况下，移动路径设定部17在移动路径进入加工已完成区域的情况下，以在回避该加工已完成区域的基础上使得移动路径在XY平面内为最短距离的方式计算出移动路径。
此外，移动路径设定部17在计算使用了G01的移动路径时，也可以基于被加工物5的板厚、被加工物5的材料、设定在G01中的加工头24的移动速度及设定在G01中的加工头24的加速度等中的至少1个、和针对被加工物5的加工形状，对移动路径进行设定。
在加工机信息中，作为激光加工装置1的初始设定而设定为有轴停止或无轴停止。移动路径设定部17在加工机信息中设定为有轴停止的情况下，例如通过选择处理(1)对移动方法进行选择。另外，移动路径设定部17在加工机信息中设定为无轴停止的情况下，例如通过选择处理(2)对移动方法进行选择。此外，移动路径设定部17也可以不论有轴停止或无轴停止的设定如何，均使用选择处理(1)、(2)中的某一个。
移动距离计算部18基于使用了G00的情况下的移动路径，针对每个加工点间计算出加工头24的移动距离。另外，移动距离计算部18基于使用了G01的情况下的移动路径，针对每个加工点间计算出加工头24的移动距离(步骤S2)。移动距离计算部18将每个加工点间的移动距离向移动时间计算部19发送。
移动时间计算部19基于每个加工点间的移动距离及加工头24的移动速度，计算出各加工点间的加工头24的移动时间。移动时间计算部19基于使用了G00的情况下的移动路径，针对每个加工点间计算出在使用了G00的情况下所需的最大速度移动时间。另外，移动时间计算部19基于在使用了G01的情况下的移动路径，针对每个加工点间计算出在使用了G01的情况下所需的指令速度移动时间。移动时间计算部19将计算得到的最大速度移动时间及指令速度移动时间向移动方法选择部21发送。
移动方法选择部21对最大速度移动时间和指令速度移动时间进行比较。移动方法选择部21针对每个加工点间对最大速度移动时间和指令速度移动时间中哪个较短进行判定(步骤S3)。换言之，移动方法选择部21针对各加工点间，对选择G00和G01中的哪个指令能够以更短时间执行激光加工进行判定。
如果最大速度移动时间≤指令速度移动时间(步骤S3、Yes)，则移动方法选择部21选择与最大速度移动时间相对应的G00作为移动指令(步骤S4)。另一方面，如果最大速度移动时间＞指令速度移动时间(步骤S3、No)，则移动方法选择部21选择与指令速度移动时间相对应的G01作为移动指令(步骤S5)。
移动方法选择部21对选择出的移动方法(G00或G01)和加工点间进行关联，将进行关联后的信息向NC程序生成部22发送。NC程序生成部22使用每个加工点间的移动方法，生成NC程序(步骤S6)。
选择处理(2)
移动路径设定部17计算出在使用了G00的情况下的移动路径(最短路径)。移动路径设定部17在计算使用了G00的情况下的移动路径时，基于针对被加工物5的加工形状，以使得移动路径在XY平面内为最短距离的方式计算出移动路径。
此外，移动路径设定部17在计算使用了G00的移动路径时，也可以基于被加工物5的板厚、被加工物5的材料、设定在G00中的加工头24的移动速度及设定在G00中的加工头24的加速度等中的至少1个、和针对被加工物5的加工形状，对移动路径进行设定。
移动路径设定部17经由移动距离计算部18、移动时间计算部19，将进入加工已完成区域的移动路径(加工点间)向移动方法选择部21发送。移动方法选择部21针对进入加工已完成区域的移动路径，对G00进行选择。
另一方面，移动路径设定部17针对未进入加工已完成区域的移动路径，计算出在使用了G01的情况下的移动路径。然后，针对未进入加工已完成区域的移动路径，通过与前述的选择处理(1)相同的方法，选择出G00或G01。此外，在使用了G01的情况下的移动路径进入加工已完成区域的情况下，移动方法选择部21针对该移动路径，对G00进行选择。
通过上述的选择处理(1)或选择处理(2)，在NC程序中针对每个加工点间对G00或G01进行设定。NC程序生成部22将生成的NC程序向输出部23发送。输出部23将NC程序向激光加工装置1等输出。
图6是用于说明在无轴停止地进行激光加工的情况下的激光的ON定时的图，图7是表示在无轴停止地进行激光加工的情况下的激光的ON定时的时序图。
在无轴停止(G01)地进行激光加工的情况下，使加工头24移动至加工开始点。并且，激光加工装置1将激光20设置为光束ON(11)，而不使加工头24在加工开始点处停止。由此，在激光加工位置的加工开始点处开始光束输出。一边开始光束输出，一边使加工头24移动，由此对被加工物5进行激光加工。
然后，使加工头24移动至激光加工的结束点。并且，激光加工装置1将激光20设置为光束OFF(12)，而不使加工头24在激光加工的结束点处停止。由此，光束输出在激光加工位置的结束点处停止。
换言之，在无轴停止地进行激光加工的情况下，激光加工装置1一边使加工头24进行轴移动，一边设置为光束ON。由此，瞬时地进行针对被加工物5的开孔加工(圆形加工)，如果保持该状态进行移动，则进行切割。然后，激光加工装置1一边使加工头24进行移动，一边将激光20设置为光束OFF。由此，激光加工装置1一边使加工头24连续地移动，一边使轴移动和光束ON/OFF定时同步。其结果，不存在加工头24停止的时间(等待时间)。
图8是用于说明在有轴停止地进行激光加工的情况下的激光的ON定时的图，图9是表示在有轴停止地进行激光加工的情况下的激光的ON定时的时序图。
在有轴停止(G00)地进行激光加工的情况下，使加工头24移动至加工开始点，并在加工开始点处停止。然后，激光加工装置1将激光20设置为光束ON(21)。由此，在激光加工位置的加工开始点处开始光束输出(22)。在开始光束输出后，通过使加工头24移动，对被加工物5进行激光加工。
然后，使加工头24移动至激光加工的结束点，并在激光加工的结束点处停止。然后，激光加工装置1将激光20设置为光束OFF(23)。由此，在激光加工位置的结束点处，光束输出停止(24)。然后，加工头24向下一个加工点进行移动。
换言之，在有轴停止地进行激光加工的情况下，加工头24在进行轴移动(加工头24的XY平面内的移动)之后，使轴停止，可靠地变为光束ON后，重新开始轴移动。然后，加工头24在针对被加工物5的切割处理后，使轴停止，在可靠地变为光束OFF后，重新开始轴移动。
在有轴停止地进行激光加工的情况下，从光束ON(21)至光束输出开始(22)为止的期间成为光束ON延迟时间t1。另外，从光束OFF(23)至光束输出停止(24)为止的期间成为光束OFF延迟时间t2。如上所述，在有轴停止地进行激光加工的情况下，在光束的ON及OFF的延迟时间内完全地使轴停止。
图10是表示在将G00及G01设定于加工点间的情况下的移动路径及移动指令的一个例子的图。图11是表示仅将G01设定于加工点间的情况下的移动路径及移动指令的一个例子的图。
此外，在图10及图11中，说明在仅对具有4个孔的1个部件进行激光加工的情况下的移动路径及移动指令。具体地说，在图10及图11中，对被加工物5的加工后的形状是在1000mm×750mm的板状部件上在4处开设了φ50的第1孔35a～第4孔35d的情况下的移动路径进行说明。
如图10所示，在使用G00及G01的情况下的移动路径40X上，例如，在第1点间路径42X上设定G01，在第2点间路径43X上设定G00，在第3点间路径44X上设定G01。
然后，使加工头24按照第1孔35a、第1点间路径42X、第2孔35b、第2点间路径43X、第3孔35c、第3点间路径44X、第4孔35d的顺序进行移动。
另外，如图11所示，在仅使用G01进行激光加工的情况下的移动路径50X上，例如，在第1点间路径52X～第3点间路径54X上分别设定G01(无轴停止)。
然后，使加工头24按照第1孔35a、第1点间路径52X、第2孔35b、第2点间路径53X、第3孔35c、第3点间路径54X、第4孔35d的顺序进行移动。
此外，从加工头24的初始位置至第1孔35a的加工开始点为止，可以无轴停止(G01)地进行激光加工，也可以有轴停止(G00)地进行激光加工。在本实施方式中，针对点间路径，对无轴停止或有轴停止进行设定。
图12是表示在将G00及G01设定于加工点间的情况下的NC程序的一个例子的图。图13是表示在仅将G01设定于加工点间的情况下的NC程序的一个例子的图。图12所示的NC程序51是在使用图10所示的移动路径40X进行激光加工的情况下的NC程序。图13所示的NC程序52是在使用图11所示的移动路径50X进行激光加工的情况下的NC程序。
因此，NC程序51、52是用于对要进行加工1～加工4(第1孔35a～第4孔35d)的开孔加工的1个部件进行一系列加工工序(嵌套(nesting)加工工序)的程序。此外，在图12及图13所示的NC程序51、52中，省略了部件的外周加工。
这里所谓的一系列加工工序，例如是指{加工1开始～加工1结束}→(移动)→{加工2开始～加工2结束}→(移动)→{加工3开始～加工3结束}→(移动)→{加工4开始～加工4结束}中的、加工1开始～加工4结束为止。这里的{加工1开始～加工1结束}是第1个开孔加工，{加工2开始～加工2结束}是第2个开孔加工。同样地，{加工3开始～加工3结束}是第3个开孔加工，{加工4开始～加工4结束}是第4个开孔加工。在本实施方式中，针对一系列加工工序中的“移动”，对G00及G01进行设定。
在图12所示的NC程序51(选择G00/G01)的情况下，激光加工装置1在使加工头24向第3个开孔加工的开始点移动时执行G00(快速进给移动指令)。另外，激光加工装置1在使加工头24向第2个及第4个开孔加工的开始点移动时执行G01(直线插补移动指令)。
具体地说，激光加工装置1利用第3行的指令，设置为仿形控制ON。然后，激光加工装置1利用第7行的指令，执行G01(直线插补移动指令)。由此，激光加工装置1使加工头24向第2个开孔加工的开始点进行直线插补移动。
然后，激光加工装置1利用第8行的指令，将激光20设置为光束ON，利用第9行的指令，进行第2个开孔加工(圆形加工)，利用第10行的指令，将激光20设置为光束OFF。
然后，激光加工装置1利用第11行的指令，设置为仿形控制OFF。然后，激光加工装置1利用第12行的指令，执行G00(快速进给移动指令)。由此，激光加工装置1使加工头24向第3个开孔加工的开始点进行快速进给移动。
然后，激光加工装置1利用第13行的指令，设置为仿形控制ON。然后，激光加工装置1利用第14行的指令，将激光20设置为光束ON，利用第15行的指令，进行第3个开孔加工，利用第16行的指令，将激光20设置为光束OFF。
在图13所示的NC程序52(仅G01)的情况下，激光加工装置1在使加工头24向第2个～第4个的各开孔加工的开始点移动时，执行G01(直线插补移动指令)。具体地说，激光加工装置1利用第3行的指令，设置为仿形控制ON。然后，激光加工装置1进行第2个～第4个开孔加工，而不设置为仿形控制OFF。然后，激光加工装置1利用第21行的指令，设置为仿形控制OFF。
此外，在图12及图13中，说明了针对1个部件进行一系列加工工序的情况，但有时针对被加工物5进行多个部件加工。在该情况下，NC程序生成装置10生成用于对1个被加工物5进行多个部件加工的NC程序。换言之，NC程序生成装置10生成用于将多个部件加工作为一系列加工工序而执行的NC程序。
图14是表示在对多个部件进行激光加工的情况下的被加工物的结构的图。在这里，说明通过对被加工物5进行激光加工而从被加工物5形成部件71、72的情况。
例如，对被加工物5进行针对第1孔35a～第4孔35d的加工、和外周加工35e，由此形成部件71。另外，对被加工物5进行针对第5孔36a～第8孔36d的加工、和外周加工36e，由此形成部件72。
在该情况下，NC程序生成装置10例如生成按顺序进行针对第1孔35a～第4孔35d的加工、外周加工35e、针对第5孔36a～第8孔36d的加工、和外周加工36e的NC程序。此时，NC程序生成装置10将G00或G01设定在从各加工位置至下一个加工位置为止的移动路径上。在以上述方式生成的NC程序中，部件71的加工是1个单品加工，并且部件72的加工是1个单品加工。因此，这里的NC程序是用于进行部件71及部件72的一系列加工工序(嵌套加工工序)的程序。
另外，有时加工头24的XY平面内的移动路径随着被加工物5的板厚而不同。另外，NC程序生成装置10选择G00和G01中的哪一个，有时随着被加工物5的板厚而不同。其原因在于，有时在G00及G01中设定了与板厚相应的移动速度。下面，对被加工物5的板厚和加工头24的移动路径之间的关系进行说明。
图15是表示对具有第1板厚的被加工物设定的移动路径及移动指令的图。图16是表示对具有第2板厚的被加工物设定的移动路径及移动指令的图。图17是表示对具有第3板厚的被加工物设定的移动路径及移动指令的图。
图15～图17所示的被加工物5的加工后的形状与图10及图11所示的被加工物5的加工后的形状相同。在被加工物5具有第1板厚(例如1mm)的情况下，在移动路径40A上，例如在第1点间路径42A上设定G01(无轴停止)，在第2点间路径43A上设定G00，在第3点间路径44A上设定G01。
另外，在被加工物5具有第2板厚(例如1.5mm)的情况下，在移动路径40B上，例如在第1点间路径42B上设定G00，在第2点间路径43B上设定G00，在第3点间路径44B上设定G00。
另外，在被加工物5具有第3板厚(例如2mm)的情况下，在移动路径40C上，例如在第1点间路径42C上设定G00，在第2点间路径43C上设定G00，在第3点间路径44C上设定G00。
下面，对组合了快速进给移动指令(G00)及直线插补移动指令(G01)的情况下的加工时间、和使用了直线插补移动指令(G01)的情况下的加工时间的比较结果进行说明。
图18是表示在组合了G00及G01的情况下的加工时间、和在使用了G01的情况下的加工时间的比较结果的图。图18所示的图表的横轴表示被加工物5的板厚，纵轴表示加工时间缩短比例。这里的加工时间缩短比例表示与在使用了G01的情况下的加工时间相比，在组合了G00及G01的情况下的加工时间缩短了多少。
在被加工物5的板厚为1mm的情况下，如果将G00及G01组合，则以图15所示的移动路径及移动指令进行激光加工。另外，在被加工物5的板厚为1.5mm的情况下，如果将G00及G01组合，则以图16所示的移动路径及移动指令进行激光加工。另外，在被加工物5的板厚为2mm的情况下，如果将G00及G01组合，则以图17所示的移动路径及移动指令进行激光加工。
例如，在被加工物5的板厚为1.5mm的情况下，与使用G01而不使用G00的情况下的加工时间相比，组合了G00及G01的情况下的加工时间大约缩短7％。
图19是表示NC程序生成装置的硬件结构的图。NC程序生成装置10具有CPU(CentralProcessingUnit)91、ROM(ReadOnlyMemory)92、RAM(RandomAccessMemory)93、显示部94、输入部95。在NC程序生成装置10中，这些CPU91、ROM92、RAM93、显示部94、输入部95经由总线B而连接。
CPU91使用作为计算机程序的生成程序(NC程序生成程序)90，生成NC程序。显示部94是液晶监视器等显示装置，基于来自CPU91的指示，对CAD数据、加工条件、加工机信息、移动路径、移动距离、移动时间、选择出的移动方法、NC程序等进行显示。
输入部95具有鼠标及键盘而构成，输入由使用者从外部输入的指示信息(NC程序的生成所需的参数等)。向输入部95输入的指示信息被发送至CPU91。
生成程序90储存在ROM92内，经由总线B向RAM93载入。CPU91执行载入到RAM93内的生成程序90。具体地说，在NC程序生成装置10中，按照由使用者从输入部95输入的指示，CPU91从ROM92内读取生成程序90，在RAM93内的程序储存区域中展开，执行各种处理。CPU91使在该各种处理时产生的各种数据暂时存储在形成于RAM93内的数据储存区域中。
由NC程序生成装置10执行的生成程序90是包含移动时间计算部19、移动方法选择部21、和NC程序生成部22在内的模块结构，它们被载入至主存储装置上并在主存储装置上生成。此外，也可以是生成程序90具有移动路径设定部17及移动距离计算部18中的至少一个的功能。
如上所述，由于将快速进给移动指令(G00)和直线插补移动指令(G01)组合，使加工头24进行移动，因此能够以最短时间执行激光加工。另外，能够防止加工头24和被加工物5的边角料(加工后的部件)的接触，并且提高生产率。
此外，在本实施方式中，基于加工头24的移动时间而选择出G00或G01，但也可以基于加工头24的移动距离而选择出G00或G01。
如果预先决定加工机信息及加工条件，则能够唯一地决定最大速度移动时间＝指令速度移动时间的移动距离。另外，在移动距离较长的情况下，与G01相比，虽然需要加工头24进行轴停止的时间以及加工头24上下移动的时间，但是移动速度较快的G00能够以比G01短的时间进行移动。另一方面，在移动距离较短的情况下，与G00相比，移动速度较慢但不需要加工头24进行轴停止的时间以及加工头24上下移动的时间的G01能够以比G00短的时间进行移动。即，如果将最大速度移动时间＝指令速度移动时间的移动距离设为L0，则对移动距离和L0进行比较，如果与L0相比移动距离较长则选择G00，如果与L0相比移动距离较短则选择G01，从而能够以短时间进行移动。如上所述，在加工头24的移动距离大于规定的阈值的情况下选择G00，在小于或等于规定的阈值的情况下选择G01。
另外，在本实施方式中，对加工头24的移动速度在激光20的光束ON时和光束OFF时相同的情况进行了说明，但也可以将光束ON时的加工头24的移动速度(激光加工时的移动速度)、和光束OFF时的加工头24的移动速度(在加工点间进行移动时的移动速度)设为不同的移动速度。在该情况下，使用光束OFF时的加工头24的移动速度，选择G00或G01。例如，预先设定仿形控制时的加工头24的移动速度，基于该仿形控制时的加工头24的移动速度，选择G00或G01。
如上所述，根据实施方式，由于以使得加工头24的移动时间变短的方式，在加工头24的移动路径上选择G00或G01，因此能够容易地生成NC程序，该NC程序能够防止加工不良，并且以短时间进行激光加工。
另外，由于分别对在使用了G00的情况下的移动路径、和在使用了G01的情况下的移动路径进行设定，因此能够准确地设定移动路径。因此，能够准确地计算在使用了G00的情况下的最大速度移动时间、和在使用了G01的情况下的指令速度移动时间。
另外，由于基于被加工物5的板厚、材料的种类、设定在G00中的移动速度、加速度等中的至少1个、和针对被加工物5的加工形状，对移动路径进行设定，因此能够准确地计算在使用了G00的情况下的移动路径。
另外，由于基于被加工物5的板厚、材料的种类、设定在G01中的移动速度、加速度等中的至少1个、和针对被加工物5的加工形状，对移动路径进行设定，因此能够准确地计算在使用了G01的情况下的移动路径。
由于在移动路径未进入加工已完成区域的情况(能够将使用了G00的路径设定于加工点间的情况)下，选择G00或G01，因此能够容易地生成NC程序。
另外，在光束ON时和光束OFF时，将加工头24设置为不同的移动速度，由此能够对不依赖于被加工物5的板厚或材料的种类的规定的移动速度进行设定。
另外，由于能够通过仅对移动距离和规定的阈值(L0)进行比较而选择出G00/G01，因此不需要移动时间计算部19，能够以简单的结构生成NC程序。
工业实用性
如上所述，本发明所涉及的NC程序生成装置、NC程序生成方法、NC程序生成程序适于生成在激光加工中使用的NC程序。
标号的说明
1激光加工装置，2激光照射部，4加工控制装置，5被加工物，10NC程序生成装置，11CAD数据输入部，12加工条件输入部，13加工机信息输入部，14CAD数据存储部，15加工条件存储部，16加工机信息存储部，17移动路径设定部，18移动距离计算部，19移动时间计算部，20激光，21移动方法选择部，22NC程序生成部，23输出部，24加工头，40A～40C、40X、50X移动路径，42A～42C、42X、43A～43C、43X、44A～44C、44X点间路径，51、52NC程序，71、72部件，310加工结束点，320加工开始点。

Claims (14)

1.一种NC程序生成装置，其使用快速进给移动指令和直线插补移动指令，生成在激光加工中使用的NC程序，该快速进给移动指令通过使加工头和被加工物之间分离得比在激光加工过程中时更大而使所述加工头和所述被加工物之间的相对位置以第1移动速度进行移动，该直线插补移动指令在使所述加工头仿形于所述被加工物的状态下，使所述相对位置以比所述第1移动速度慢的第2移动速度进行移动，
该NC程序生成装置的特征在于，具有：
移动时间计算部，其基于对所述被加工物进行激光加工时的加工头的移动路径及所述第1移动速度，计算在使用了所述快速进给移动指令的情况下，所述相对位置在从加工结束点至下一个加工开始点为止的加工点间进行移动时所需的第1移动时间，并且基于所述移动路径及所述第2移动速度，计算在使用了所述直线插补移动指令的情况下，所述相对位置在所述加工点间进行移动时所需的第2移动时间；
移动方法选择部，其将与所述第1移动时间及所述第2移动时间中的时间短的那一个相对应的移动指令，选择作为所述加工点间的移动指令；以及
NC程序生成部，其通过将选择出的所述快速进给移动指令或者所述直线插补移动指令设定于所述加工点间，从而生成所述NC程序。
2.根据权利要求1所述的NC程序生成装置，其特征在于，
还具有移动路径设定部，该移动路径设定部基于针对所述被加工物的激光加工后的目标加工形状，将所述移动路径设定于所述各加工点间。
3.根据权利要求2所述的NC程序生成装置，其特征在于，
所述移动路径设定部将在使用了所述快速进给移动指令的情况下的第1移动路径、和在使用了所述直线插补移动指令的情况下的第2移动路径设定于所述加工点间，
所述移动时间计算部基于所述第1移动路径和所述第1移动速度，计算所述第1移动时间，并且基于所述第2移动路径和所述第2移动速度，计算所述第2移动时间。
4.根据权利要求3所述的NC程序生成装置，其特征在于，
所述移动路径设定部基于所述被加工物的板厚、所述被加工物的材料、所述第1移动速度、设定在所述快速进给移动指令中的所述加工头与所述被加工物之间的相对加速度中的至少1个、和所述目标加工形状，对所述第1移动路径进行设定。
5.根据权利要求3所述的NC程序生成装置，其特征在于，
所述移动路径设定部基于所述被加工物的板厚、所述被加工物的材料、所述第2移动速度、设定在所述直线插补移动指令中的所述加工头与所述被加工物之间的相对加速度中的至少1个、和所述目标加工形状，对所述第2移动路径进行设定。
6.根据权利要求2所述的NC程序生成装置，其特征在于，
所述移动路径设定部在能够将使用了所述直线插补移动指令的路径设定于所述加工点间的情况下，将在使用了所述快速进给移动指令的情况下的第1移动路径、和在使用了所述直线插补移动指令的情况下的第2移动路径设定于所述加工点间，并且所述移动时间计算部基于所述第1移动路径和所述第1移动速度，计算所述第1移动时间，基于所述第2移动路径和所述第2移动速度，计算所述第2移动时间，
所述移动路径设定部在不能将使用了所述直线插补移动指令的路径设定于所述加工点间的情况下，将所述第1移动路径设定于所述加工点间，并且所述移动方法选择部将所述快速进给移动指令选择为针对所述加工点间的移动指令。
7.根据权利要求1所述的NC程序生成装置，其特征在于，
所述第2移动速度是不同于对所述被加工物进行激光加工时的所述加工头和所述被加工物之间的相对移动速度的移动速度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的NC程序生成装置，其特征在于，
所述快速进给移动指令是G00指令，
所述直线插补移动指令是G01指令。
9.根据权利要求2所述的NC程序生成装置，其特征在于，
所述目标加工形状的形状数据是CAD数据，
所述NC程序使用CAM而生成。
10.一种NC程序生成装置，其生成从加工头对被加工物照射激光而对所述被加工物进行激光加工时使用的NC程序，
该NC程序生成装置的特征在于，具有NC程序生成部，该NC程序生成部将第1指令、第2指令以及第3指令包含在加工路径上的一系列加工工序中而生成所述NC程序，其中，
该第1指令基于通过使所述加工头和所述被加工物之间分离得比在激光加工过程中时更大而使所述加工头和所述被加工物之间的相对位置以第1移动速度进行移动的第1移动指令，从所述被加工物上的第1部位至第2部位为止，使所述相对位置移动，而不照射激光，
该第2指令基于在使所述加工头仿形于所述被加工物的状态下使所述相对位置以比所述第1移动速度慢的第2移动速度进行移动的第2移动指令，从所述被加工物上的第3部位至第4部位为止，一边照射激光而进行激光加工，一边使所述相对位置移动，
该第3指令基于所述第2移动指令，从所述被加工物上的第5部位至第6部位为止使所述相对位置移动，而不照射激光。
11.一种NC程序生成装置，其使用快速进给移动指令和直线插补移动指令，生成在激光加工中使用的NC程序，该快速进给移动指令通过使加工头和被加工物之间分离得比在激光加工过程中时更大而使所述加工头和所述被加工物之间的相对位置以第1移动速度进行移动，该直线插补移动指令在使所述加工头仿形于所述被加工物的状态下，使所述相对位置以比所述第1移动速度慢的第2移动速度进行移动，
该NC程序生成装置的特征在于，具有：
移动方法选择部，其在对所述被加工物进行激光加工时的加工头的移动路径的长度大于预先确定的距离的情况下选择所述快速进给移动指令，在所述移动路径小于或等于预先确定的距离的情况下选择所述直线插补移动指令；以及
NC程序生成部，其通过将选择出的所述快速进给移动指令或者所述直线插补移动指令设定于从加工结束点至下一个加工开始点为止的加工点间，从而生成所述NC程序。
12.一种NC程序生成方法，其使用快速进给移动指令和直线插补移动指令，生成在激光加工中使用的NC程序，该快速进给移动指令通过使加工头和被加工物之间分离得比在激光加工过程中时更大而使所述加工头和所述被加工物之间的相对位置以第1移动速度进行移动，该直线插补移动指令在使所述加工头仿形于所述被加工物的状态下，使所述相对位置以比所述第1移动速度慢的第2移动速度进行移动，
该NC程序生成方法的特征在于，包含：
第1移动时间计算步骤，在该步骤中，基于对所述被加工物进行激光加工时的加工头的移动路径及所述第1移动速度，计算在使用了所述快速进给移动指令的情况下，所述相对位置在从加工结束点至下一个加工开始点为止的加工点间进行移动时所需的第1移动时间；
第2移动时间计算步骤，在该步骤中，基于所述移动路径及所述第2移动速度，计算在使用了所述直线插补移动指令的情况下，所述相对位置在所述加工点间进行移动时所需的第2移动时间；
移动方法选择步骤，在该步骤中，将与所述第1移动时间及所述第2移动时间中的时间短的那一个相对应的移动指令，选择作为所述加工点间的移动指令；以及
NC程序生成步骤，在该步骤中，通过将选择出的所述快速进给移动指令或者所述直线插补移动指令设定于所述加工点间，从而生成所述NC程序。
13.根据权利要求12所述的NC程序生成方法，其特征在于，
所述快速进给移动指令或者所述直线插补移动指令针对每个所述加工点间而设定，
在用于使所述相对位置从在所述NC程序中设定的所述移动路径中的最先的加工结束点至最后的加工开始点为止的移动指令中，包含所述快速进给移动指令及所述直线插补移动指令两者。
14.一种NC程序生成程序，其使用快速进给移动指令和直线插补移动指令，生成在激光加工中使用的NC程序，该快速进给移动指令通过使加工头和被加工物之间分离得比在激光加工过程中时更大而使所述加工头和所述被加工物之间的相对位置以第1移动速度进行移动，该直线插补移动指令在使所述加工头仿形于所述被加工物的状态下，使所述相对位置以比所述第1移动速度慢的第2移动速度进行移动，
该NC程序生成程序的特征在于，其使计算机执行：
第1移动时间计算步骤，在该步骤中，基于对所述被加工物进行激光加工时的加工头的移动路径及所述第1移动速度，计算在使用了所述快速进给移动指令的情况下，所述相对位置在从加工结束点至下一个加工开始点为止的加工点间进行移动时所需的第1移动时间；
第2移动时间计算步骤，在该步骤中，基于所述移动路径及所述第2移动速度，计算在使用了所述直线插补移动指令的情况下，所述相对位置在所述加工点间进行移动时所需的第2移动时间；
移动方法选择步骤，在该步骤中，将与所述第1移动时间及所述第2移动时间中的时间短的那一个相对应的移动指令，选择作为所述加工点间的移动指令；以及
NC程序生成步骤，在该步骤中，通过将选择出的所述快速进给移动指令或者所述直线插补移动指令设定于所述加工点间，从而生成所述NC程序。
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